Для разработки скважин в грунтах с высоким содержанием песка и гравия успешно применяется шнековое бурение. Оно выполняется специальной бурильной установкой, оснащенной головкой и шнеками для отвода грунта.
Подобная технология широко востребована благодаря своей простоте и доступности.
Особенности бурения шнеком
Технология бурения скважины для питьевой воды с использованием бурового шнека не предусматривает переработку почвенного слоя, отделенного от забоя. Кроме того, шнековое бурение скважин исключает необходимость промывания шахты в процессе разрушения и удаления отработанного грунта.
Буровая установка выполняет разрыхление и дробление породы, с перемещением в устье скважины при помощи шнекового транспортера. Технология разработки гидротехнических сооружений включает в себя три основных этапа:
- охлаждение рабочего оборудования для разрушения грунта,
- поднятие отработанной породы на поверхность,
- укрепление внутренних стенок шахты путем уплотнения грунта.
Подобные технологии успешно используются для обустройства неглубоких скважин в мягких грунтах. Они также получили распространение в сейсмологической разведке, разработке скважин взрывного типа, при проведении гидрогеологических изысканий и геологических съемок.
Преимущества и недостатки бурения
Бурение шнеком имеет ряд отличительных преимуществ, к которым можно отнести:
- высокую скорость прохождения мягких пород,
- быстрое извлечение отработанного грунта без поднятия винтового оборудования,
- беспрерывную транспортировку грунта на поверхность,
- отсутствие проведения дополнительной промывки шахты.
Шнековый способ разработки не лишен существенных недостатков:
- применим исключительно для скважин небольшой глубины,
- вращательные движения шнекового оборудования проводятся только под давлением.
Для продления срока службы долота дополнительно его укрепляют при помощи твердосплавных резцов. Диаметр долота должен превышать диаметр шнека на 21 мм. Это обеспечит свободное вращение установки в процессе проходки рыхлого грунта.
Принцип работы шнековой установки
Чтобы понять принцип работы оборудования, следует знать, что такое шнековая бурильная установка. Она может представлять собой:
- колонну шнеков, оснащенных долотом,
- отдельные шнеки с коронкой,
- обычные или полые колонны с долотом съемного типа.
Бурение шнеком проводится с использованием следующих инструментов:
- установки для бурения,
- шнеков,
- долота,
- металлических клиньев и скоб,
- молотка,
- лопат.
До начала работ проводится геологическая разведка для правильного выбора места под гидротехническое сооружение. Далее выполняется подготовка строительного участка.
На этом этапе вырывается котлован на расстоянии до 100 см от основного места разработки скважины. Он предназначается для сбрасывания отработанного грунта. Размеры котлована определяются глубиной бурения скважины – 1 куб. м на каждые 10 м глубины.
После завершения подготовительных работ выполняется монтаж буровой установки для бурения скважин. Шнековый бур должен быть установлен на специальные направляющие, которые обеспечат надежную фиксацию оборудования в процессе бурения. Дополнительно монтируются опорные точки для шасси, чтобы избежать подвижности установки при подвижном грунте.
Базой установки является вращательная труба, которая фиксируется при помощи надежных металлических крепежей. Труба используется для монтажа и фиксации шнеков (или шнековых колонн) – буров с наваренными спиралями из листового металла.
Шнек для бурения часто имеет полую конструкцию для удобного сбора срезанного пласта породы. В нижней части конструкции расположено 2- или 3-блочное долото, основным назначением которого является разрушение, перемалывание и подвод породы к транспортеру.
Важно! Если разработка скважин с использованием шнека производится на площадке с мягкими почвами, рабочие лопасти долота должны быть расположены под углом в 30–60 градусов относительно вертикали бурения. Для работы на твердых грунтах с большим содержанием гальки и гравия лопасти устанавливаются под прямым углом в 90 градусов.
После углубления первого бура в грунт выполняется его поднятие и установка на исходную позицию. Это позволит предотвратить возможное налипание породы на рабочем механизме. Далее необходимо укрепить конструкцию, для этого скоба забивается молотком, труба вращения приподнимается для установки и фиксации новой колонны в рабочем положении.
Чтобы правильно пробурить скважину, извлекаемую породу следует откидывать лопатой в готовый котлован. Это обеспечит свободный доступ бурильной установки по всему периметру рабочей площадки.
Качество разработки скважины шнеком зависит от следующих факторов:
- Рабочая мощность двигателя вращательной трубы должна быть больше в 1,5 раза технических возможностей долота.
- Вид долота. В процессе разработки шахты могут использоваться твердосплавные и алмазные элементы. Первый вариант доступен в ценовом отношении, второй – обеспечивает высокую скорость и качество результата.
- Диаметр шнековой колонны. Чем меньше диаметр, тем выше скорость бурения, и наоборот.
- Тип грунта. Рыхлые грунты ускоряют процесс бурения, твердые породы – замедляют. При прохождении гранитной породы нередко случаются аварийные ситуации – поломка долота или разрушение колонны, что приводит к вынужденной остановке рабочего процесса.
Завершающий этап бурения
При достижении требуемой глубины разработка скважины с использованием шнека завершается. На этом этапе проводится правильное извлечение шнека, чтобы избежать его повреждения или потери.
Работа по извлечению шнека проводится с соблюдением следующих пунктов:
- Шнековая колонна поднимается до уровня, когда верхний бурильный инструмент полностью выходит на поверхность, а последующий – возвышается на 15 % над поверхностью.
- Фиксация труб выполняется швеллером с установкой под спираль.
- Металлические скобы извлекаются, после чего демонтируется бур.
- Труба закрепляется на буре скобами.
- Все действия повторяются до полного извлечения долота.
После полного завершения бурения производится установка трубопровода. Труба монтируется к блоку подъема, опускается в шахту, а по мере продвижения к днищу скважины выполняется фиксация следующей трубы. Для соединения труб используется точечная электродуговая сварка, которая обеспечивает высокую герметичность стыков.
Шнековый способ бурения – высокотехнологичный и доступный для организации процесс разработки частных скважин для воды, который сводит к минимуму возможность обрушения конструкции при работе.
Подобное бурение проводится на любых участках вне зависимости от климатических условий. Ключевое преимущество технологии бурения – высокая скорость, доступность и безопасность проведения работ.
(Пока оценок нет)
Загрузка...
